由于原料成本約占不銹鋼生產成本的70%,而原料中鉻和鎳的費用占比很大,因此采用鉻礦或鎳礦取代含鉻或鎳鐵合金直接冶煉不銹(xiu)鋼是降低不銹鋼原料成本的有效手段。日本川崎制鐵研究開發轉爐熔融還原技術制備含鉻母液,1994年已成功實現了不銹鋼工業化生產,形成了獨有的不銹鋼冶煉工藝,生產400系列不銹鋼。
該(gai)工藝用2座頂底復吹(chui)轉(zhuan)爐,原(yuan)料(liao)采用鉻(ge)礦砂(sha)取(qu)代高碳(tan)(tan)鉻(ge)鐵(tie)直接冶煉不銹鋼(gang),主要包(bao)括STAR 豎爐型鼓(gu)風爐內(nei)熔融還(huan)原(yuan)煉鋼(gang)產(chan)生(sheng)(sheng)含鉻(ge)粉塵和轉(zhuan)爐產(chan)生(sheng)(sheng)的爐渣生(sheng)(sheng)產(chan)再生(sheng)(sheng)金屬,第(di)一座SR-KCB(熔融還(huan)原(yuan)鉻(ge)礦砂(sha))-第(di)二座DC-KCB(頂底復吹(chui)轉(zhuan)爐內(nei)脫碳(tan)(tan))-VOD爐內(nei)深脫碳(tan)(tan)。其(qi)配料(liao)為:鉻(ge)礦和廢鋼(gang)分別為230~280千克/噸和190~130千克/噸,由STAR供(gong)給再生(sheng)(sheng)金屬250~50千克/噸,其(qi)他為鐵(tie)水。
國內鉻礦熔融法生產不銹鋼還處在的還原機理研究及工業性試驗階段。在還原機理研究領域,有研究推測鉻礦還原分兩個階段,第一階段鉻礦通過CO氣體間接還原;第二階段鉻礦逐步向渣相中溶解,而被固體碳直接熔融還原,這兩個反應與溫度密切相關。在試驗條件下,鉻礦在CaO-SiO2-Mg0-Al2O3渣系中熔解反應為整個過程的限制性環節。到目前為止,尚未對鉻礦熔融還原機理形成一致觀點,研究成果的應用具有局限性。
此(ci)外,工(gong)業試(shi)驗(yan)(yan)方面,據報道1992年(nian)在15噸(dun)轉爐中(zhong)進行(xing)了(le)鐵(tie)浴熔融(rong)還原(yuan)(yuan)制備不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼母液的(de)工(gong)業試(shi)驗(yan)(yan),試(shi)驗(yan)(yan)原(yuan)(yuan)料為含碳鉻礦團塊(kuai)和氧化(hua)鎳礦,煉(lian)成(cheng)Cr13、Cr18Ni8 兩種(zhong)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼母液。鉻的(de)熔融(rong)還原(yuan)(yuan)速率0.16%~0.25%Cr/分(fen)鐘(zhong),鉻的(de)收得率85%,但磷含量(liang)超標(biao)。2000年(nian)在255立(li)方米高爐進行(xing)了(le)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼母液直接冶(ye)煉(lian)的(de)工(gong)業試(shi)驗(yan)(yan),共生產出含鉻為5%~21.3%不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼母液近千(qian)噸(dun)。
但是由(you)于鉻礦粉制備(bei)、還原(yuan)效率、鉻收得率等因素,鉻熔融還原(yuan)直接冶煉不(bu)銹鋼技術未大范(fan)圍(wei)推廣使用。
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